雖然早在35~40億年前地球上就出現了生命，但迄今為止人們仍然無法理解生命在原始條件下如何起源。基于原始細胞模型的研究為剖析生命起源的機理提供了可能。生命是動态的，所有的生命過程都需要能量參與；沒有能量流的存在，細胞會死掉。因此，原始細胞模型應該處于非平衡态，與環境之間存在能量和物質的交換。但目前廣泛研究的以空心囊泡為基礎的模型都是建立在平衡态基礎上的，與環境之間沒有明顯的能量流動。

考慮到直流電場在活細胞内外普遍存在,在組織的形态生成（Morphogenesis）和再生（Regeneration）過程中起着重要的調控作用，而且閃電或放電也被認為是在原始條件下合成分子的有效途徑，梁德海課題組以DNA和聚賴氨酸（PLL）形成的複合物微滴為原始細胞模型，研究了該模型在電場下的動态行為。結果表明，雙鍊DNA與PLL形成的複合物液滴在電場存在下發生了選擇性的定點吸附、融合以及釋放小粒子的行為（圖1）；所釋放出的小粒子的遷移率比自由DNA還要快2倍。31這些現象在平衡态下是觀察不到的。一種合理的解釋是電場誘導的複合物的極化和歧化（disproportionation）（Chem. Commun., 2015, 51,1506，鍊接http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2015/cc/c4cc07537d）。

當把雙鍊DNA換成單鍊寡聚核苷酸（ss-oligo）時，所形成的複合物液滴在電場下發生了周期性的内分區化（sub-compartmentalization），尺寸和形狀的動态調整，自發地釋放和保留物質，有選擇性地、定向從環境中攝取物質等與生命活動非常類似的行為。而且電場還能夠脈沖式地增強在微滴中進行的酶反應。這部分工作近期在Nature Communications發表（Nat. Commun., 2016, doi: 10.1038/ncomms10658， 鍊接http://www.nature.com/ncomms/2016/160215/ncomms10658/pdf/ncomms10658.pdf）。非平衡态原始細胞模型的研究有助于剖析生命起源的可能機理，對于豐富平衡态理論也有重要意義。

該工作與beat365分析化學的趙美萍教授、英國University of Bristol原始生命研究中心的Stephen Mann教授合作，得到了國家自然科學基金委和科技部973項目的資助。